给水工程课后关键思考题答案
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速度梯度，控制混凝效果的水力条件，反映能量消耗概念。 G 值和 GT 值变化幅度很大，从而失去控制意义。
G p gh T
10 根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮 凝池？
折板絮凝池的优点是：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且 连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流条 件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩 短，池子体积减小。 11 影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？
极易溶于水；沉淀性好，处理低温水或低 氯化铁液体、晶体物或受潮的无水物腐
浊水效果比铝盐的好
蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用
耐腐蚀材料
不如三价铁盐那样有良好的混凝效果；
残留在水中的 Fe2+会使处理后的水带
色；
投加剂量少；絮体生成快；对水质的适应
范围广以及水解时消耗水中碱度少
常作助凝剂以配合铝盐和铁盐作用，效果
过大时，一开始微粒就被若干高分子链包围，而无空白部位去吸附其他的高分子链，结果造 成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚 合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。
4、目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？ 答：铝系：硫酸铝 明矾 聚合氯化铝（PAC） 聚合硫酸铝（PAS）
铁系：三氯化铁 硫酸亚铁 聚合硫酸铁（PFS） 聚合氯化铁（PFC） 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM） 优缺点：
优点
缺点
硫酸铝
价格较低，使用便利，混凝效果较好，不 当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮
会给处理后的水质带来不良影响
体较松散；不溶杂质含量较多。
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给水工程课后关键思考题答案 1
PAM 水解度：由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。 一般控制水解度在 30%--40%较好。
7.何谓同向絮凝和异向絮凝？两者絮凝速率（或碰撞数率）与哪些因素有关？ 同向絮凝：由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。其数率与颗粒直径的三次
方成正比，与颗粒数量浓度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。 异向絮凝：由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称异向絮凝。其数率与水温成正比，与颗
硫酸铝混凝作用机理及其与水的 pH 值的关系：Ph<3 时，压缩扩散双电层作用。 Ph>3 时,吸附-电中和作用。Ph>3 时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物，这些物质 会吸附在胶核表面，分子量越大，吸附作用越强。
3,高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 答：在废水处理中，对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制，如投加量
给水工程课后关键思考题答案 1
第十五章 混凝
思考题 1、何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。原因 P255 最后一 段。 2、混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及 其与水的 pH 值的关系。
由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面， 由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力 与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了)，胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理：胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部 位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低 了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提 到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。因为 胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。
显著
5、什么叫助凝剂？常用的助凝剂有哪几种？在什么情况下需要投加助凝剂？ 答：在单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药 剂称为助凝剂。助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥。
常用的助凝剂有：骨胶、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸钠等。 当单独使用混凝剂效果不佳时采用助凝剂，例如：对于低温、低浊度水采用铝盐或铁 盐混凝时，形成絮粒往往细小松散，不易沉淀。当加如少量活化硅酸时，絮凝体的尺寸和密 度就会增大，沉速加快。
6、为什么有时需将 PAM 在碱化条件下水解成 HPAM？PAM 水解度是何涵义？一般要求水 解度为多少？
答：PAM 聚丙烯酰胺，混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形 成桥联。由于酰胺基之间的氢键作用，线性分子往往不能充分伸展开来，致使桥架作用消弱。 为此，通常将 PAM 在碱性条件下（pH>10）进行部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM）
答：压缩双电层机理：由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大， 并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解 质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层 原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。
粒的数量浓度平方成反比。
8.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的控制指标应 2 / 18
给水工程课后关键思考题答案 1
如何确定？ 在絮凝阶段通常以 G 和 GT 值作为控制指标。可以控制混凝效果，即节省能源，取得好的 混凝效果。
9.絮凝过程中，G 值的真正涵义是什么？沿用依旧的 G 值和 GT 值的数值范围存在什么缺 陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的 G 值公式。
聚合氯化铝 （PAC）
三氯化铁
硫酸亚铁
聚合硫酸铁 聚丙烯酰胺 （PAM）
1 应用范围广; 2 易快速形成大的矾花，
沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低; 3、
适宜的 PH 值范围wk.baidu.com宽(在 5～9 间)； 4、
水温低时，仍可保持稳定的混凝效果； 5、
其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药
液对设备的侵蚀作用小
G p gh T
10 根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮 凝池？
折板絮凝池的优点是：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且 连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流条 件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩 短，池子体积减小。 11 影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？
极易溶于水；沉淀性好，处理低温水或低 氯化铁液体、晶体物或受潮的无水物腐
浊水效果比铝盐的好
蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用
耐腐蚀材料
不如三价铁盐那样有良好的混凝效果；
残留在水中的 Fe2+会使处理后的水带
色；
投加剂量少；絮体生成快；对水质的适应
范围广以及水解时消耗水中碱度少
常作助凝剂以配合铝盐和铁盐作用，效果
过大时，一开始微粒就被若干高分子链包围，而无空白部位去吸附其他的高分子链，结果造 成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚 合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。
4、目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？ 答：铝系：硫酸铝 明矾 聚合氯化铝（PAC） 聚合硫酸铝（PAS）
铁系：三氯化铁 硫酸亚铁 聚合硫酸铁（PFS） 聚合氯化铁（PFC） 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM） 优缺点：
优点
缺点
硫酸铝
价格较低，使用便利，混凝效果较好，不 当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮
会给处理后的水质带来不良影响
体较松散；不溶杂质含量较多。
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给水工程课后关键思考题答案 1
PAM 水解度：由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。 一般控制水解度在 30%--40%较好。
7.何谓同向絮凝和异向絮凝？两者絮凝速率（或碰撞数率）与哪些因素有关？ 同向絮凝：由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。其数率与颗粒直径的三次
方成正比，与颗粒数量浓度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。 异向絮凝：由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称异向絮凝。其数率与水温成正比，与颗
硫酸铝混凝作用机理及其与水的 pH 值的关系：Ph<3 时，压缩扩散双电层作用。 Ph>3 时,吸附-电中和作用。Ph>3 时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物，这些物质 会吸附在胶核表面，分子量越大，吸附作用越强。
3,高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 答：在废水处理中，对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制，如投加量
给水工程课后关键思考题答案 1
第十五章 混凝
思考题 1、何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。原因 P255 最后一 段。 2、混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及 其与水的 pH 值的关系。
由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面， 由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力 与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了)，胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理：胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部 位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低 了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提 到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。因为 胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。
显著
5、什么叫助凝剂？常用的助凝剂有哪几种？在什么情况下需要投加助凝剂？ 答：在单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药 剂称为助凝剂。助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥。
常用的助凝剂有：骨胶、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸钠等。 当单独使用混凝剂效果不佳时采用助凝剂，例如：对于低温、低浊度水采用铝盐或铁 盐混凝时，形成絮粒往往细小松散，不易沉淀。当加如少量活化硅酸时，絮凝体的尺寸和密 度就会增大，沉速加快。
6、为什么有时需将 PAM 在碱化条件下水解成 HPAM？PAM 水解度是何涵义？一般要求水 解度为多少？
答：PAM 聚丙烯酰胺，混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形 成桥联。由于酰胺基之间的氢键作用，线性分子往往不能充分伸展开来，致使桥架作用消弱。 为此，通常将 PAM 在碱性条件下（pH>10）进行部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM）
答：压缩双电层机理：由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大， 并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解 质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层 原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。
粒的数量浓度平方成反比。
8.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的控制指标应 2 / 18
给水工程课后关键思考题答案 1
如何确定？ 在絮凝阶段通常以 G 和 GT 值作为控制指标。可以控制混凝效果，即节省能源，取得好的 混凝效果。
9.絮凝过程中，G 值的真正涵义是什么？沿用依旧的 G 值和 GT 值的数值范围存在什么缺 陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的 G 值公式。
聚合氯化铝 （PAC）
三氯化铁
硫酸亚铁
聚合硫酸铁 聚丙烯酰胺 （PAM）
1 应用范围广; 2 易快速形成大的矾花，
沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低; 3、
适宜的 PH 值范围wk.baidu.com宽(在 5～9 间)； 4、
水温低时，仍可保持稳定的混凝效果； 5、
其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药
液对设备的侵蚀作用小